STATIC AND DYNAMIC ANALYSIS OF GUYED STEEL TOWERS SUBJECTED TO WIND ACTION.

Authors

DOI:

https://doi.org/10.66104/yw75s531

Keywords:

Guyed Towers; Monte Carlo's Formulation; Dynamic Analysis; Non-linear Analysis.

Abstract

This study analyzes the behavior of guyed telecommunications towers under wind action, structures characterized by high slenderness and flexibility. The methodology consisted of a static analysis based on the NBR 6123 standards and a dynamic analysis using the Monte Carlo formulation to simulate the fluctuating wind load. In the structural modeling, finite elements of cables and trusses with linear elastic behavior were used, comparing two mathematical models (linear and non-linear) for cable pre-tensioning. Static equilibrium was obtained via the Quasi-Newton algorithm. The results demonstrate that the joint consideration of static and dynamic actions is indispensable for the precise determination of the maximum axial forces in the tower components.

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Author Biographies

  • Evandro de Carvalho Ribeiro , UnB, Brasil

    Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Piauí (2000) e mestrado em Estruturas e Construção Civil pela Universidade de Brasília (2006). Atualmente é engenheiro civil da Empresa Brasileira de Correios e Telégrafos atuante na área de orçamento e projeto estrutural de agências, professor das disciplinas de Estruturas Metálicas, Estruturas de Madeira e Mecânica dos Solos 2 no Centro Universitário Santo Agostinho. Experiência na área de Engenharia Civil com ênfase em Análise Estrutural. Professor mestre nas áreas de estruturas de aço, madeira e concreto armado.

  • Francisco Arlon de Oliveira Chaves Oliveira, IFPI, Brasil

    Mestre em Engenharia e Tecnologia de Materiais pelo Instituto Federal do Piauí (IFPI), licenciado em Matemática pela FAFIBE (2020), graduado em Engenharia Civil pela Faculdade Santo Agostinho (2018) e especialista em Docência do Ensino Superior pela Universidade Estadual do Piauí (UESPI), além de especialista em Metodologia do Ensino da Matemática e da Física. Atualmente, atua como professor de Matemática no Colégio Gláucia Costa e como técnico em edificações na Prefeitura Municipal de Teresina. Possui experiência nas áreas de Engenharia Civil e Matemática, com ênfase em processos construtivos, materiais alternativos para a construção civil e ensino de Matemática no nível médio.

  • Francisca das chagas Oliveira , UFCG, Brasil

    Possui graduação em Matemática pela Universidade Federal do Piauí (UFPI) e é especialista em Ensino de Matemática para o Ensino Médio. Graduação em Engenharia Civil na UNINASSAU, com especialização em Pavimentação Asfáltica pela Faculdade Única. É mestre em Engenharia de Materiais pelo Instituto Federal do Piauí (IFPI) e, atualmente, doutoranda na Universidade Federal de Campina Grande (UFCG). No âmbito profissional, atua como professora na Secretaria de Educação do Piauí (SEDUC-PI) e na Secretaria de Educação do Maranhão (SEDUC-MA). Tem experiência consolidada na área de Matemática, com ênfase em Análise Numérica, e desenvolve pesquisas voltadas ao reaproveitamento de resíduos.

  • Andreson de França Almeida , IFPI, Brasil

    Especialista em Administração Pública pela (UNIBF) e especialista em Educação Especial pela Faculdade Iguaçu. Possui graduação em Administração pela Universidade Estadual do Piauí (2019) e graduação em Letras Português e Inglês pela (UNICV).Atualmente, exerce a função de Técnico em Edificações no Instituto Federal do Piauí (IFPI), Campus Parnaíba. Também atua como professor da rede estadual de ensino do Piauí, no eixo tecnológico de Gestão e Negócios. Além disso, desempenha atividades como tutor no curso superior de Tecnologia em Gestão de Recursos Humanos do IFPI, contribuindo para a formação acadêmica e profissional de estudantes na área de gestão.

  • Roberval Soares das Neves, IFPI, Brasil

    Formado em licenciatura em Química pelo IFPI Campus (central) Teresina. Foi monitor de laboratório no Programa de Bolsas de Iniciação à Docência (PIBID-IFPI) e foi monitor de laboratório das disciplinas: Analise Química Quantitativa Experimental e Química Orgânica Experimental, exerceu a função de tutor (com atribuições administrativas) da EaD-IFPI no curso Técnico em Multimeios Didáticos. Com experiência na área industrial da construção civil( desenvolvimento de novas tecnologias sustentáveis e inovadoras) e tratamento de afluentes e efluentes, abrangendo gestão de analises químicas, suporte técnico, processo de qualidade e desenvolvimento de soluções, bem como participação no processo de certificação da ISO 9001. Liderança e gestão e desenvolvimento de equipes técnicas de laboratório, com foco em prazos, qualidade, alto desempenho e resultados. Atualmente prestador de serviço no grupo KALFIX, no desenvolvimento de novos materiais e tecnologias para a construção civil com a pegada ambiental.

  • Eugenia Maria dos Santos Cordeiro , UESPI, Brasil

    Possui graduação em Letras – Espanhol pela Universidade Estadual do Piauí (2006), bem como graduação em Letras – Português e Inglês. É especialista na área de Letras. Atualmente, atua como professora das redes estaduais de ensino do Maranhão e do Piauí, além de tutora a distância da Universidade Estadual do Piauí. Foi professora da U. E. Cenecista Popular de Teresina. Possui experiência na área de Letras.

  • Gilvan Moreira da Paz , IFPI, Brasil

    Possui graduação em Licenciatura em Química (2008) e Mestrado em Química Inorgânica (2010) pela Universidade Federal do Piauí (UFPI), e Doutorado em Química Inorgânica (2018) pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Atualmente é Professor do Instituto Federal do Piauí (IFPI), atuando nas áreas de ensino, pesquisa, desenvolvimento tecnológico e inovação. É presidente da Comissão de Implantação do INOVAIFPI e Coordena a parceria institucional entre o IFPI e o Centro das Indústrias do Estado do Piauí (CIEPI), com foco no fortalecimento da interação entre instituições de ciência e tecnologia, setor produtivo e poder público, promovendo ambientes de inovação, transferência de tecnologia e desenvolvimento regional. Desenvolve projetos de pesquisa aplicada e inovação tecnológica com foco em modificação e caracterização de materiais, tratamento e valorização de resíduos, catálise heterogênea, biocombustíveis, hidrogênio e energias renováveis, tecnologias ambientais e processos de captura e utilização de CO2;. Atua também na estruturação de projetos estratégicos de PD voltados à economia circular, transição energética e desenvolvimento regional sustentável, com experiência na articulação de parcerias institucionais, captação de recursos em editais de fomento e interação universidade-empresa.

References

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 6123: Forças devidas ao vento em edificações. Rio de Janeiro, 1988 (Confirmada em 2013).

ABUBAKAR, M.; et al. Comparative study of finite element modeling techniques for lattice telecommunication towers. Structures, v. 62, p. 104-118, 2024.

ALTAY, O.; et al. Numerical investigation of the collapse mechanisms of self-supporting telecommunication towers under extreme wind loading. Structures, v. 60, art. 105842, 2024.

CHEN, X.; et al. Stochastic wind field simulation and dynamic response of guyed masts using advanced Monte Carlo techniques. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, v. 234, art. 105341, 2023.

FU, X.; LI, H. Dynamic reliability assessment of guyed mast structures considering cable rupture and non-linear wind loads. Engineering Structures, v. 250, art. 113398, 2022.

GAO, L.; et al. Wind-induced vibration and structural safety of lattice transmission towers under turbulent wind fields. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, v. 211, art. 104554, 2021.

GAO, L. et al. Analysis of wind speed stationary intervals for structural health monitoring of tall lattice towers. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, v. 220, art. 104856, 2022.

LIU, J. et al. Gust factor impact and aeroelastic response of telecommunication structures under extreme wind events. Engineering Structures, v. 310, art. 118210, 2025.

LIU, J. et al. Turbulence intensity and gust factor impact on the aeroelastic response of telecommunication structures. Engineering Structures, v. 310, art. 118210, 2025.

PARK, S.; et al. Hybrid beam-truss finite element modeling for the global stability analysis of high-rise communication structures. Thin-Walled Structures, v. 195, art. 111422, 2025. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tws.2023.111422

WANG, Y. et al. Experimental and numerical study on wind drag coefficients of lattice towers with varying solidity ratios. Structures, v. 68, 2025

ZHANG, L.; et al. Geometric non-linearity and cable-stayed interaction in telecommunication masts under extreme weather events. Engineering Structures, v. 302, art. 117355, 2024.

ZHENG, Y.; LI, Q. Nonlinear dynamic analysis and collapse mechanism of self-supporting steel towers under extreme wind loads. Engineering Structures, v. 256, art. 113974, 2022.

Published

2026-04-19

How to Cite

STATIC AND DYNAMIC ANALYSIS OF GUYED STEEL TOWERS SUBJECTED TO WIND ACTION. (2026). REMUNOM, 13(06), 1-38. https://doi.org/10.66104/yw75s531